6. Projektowanie ogrzewania pod³ogowego w systemie KISAN

Transkrypt

1 35 6. Projektowanie ogrzewania pod³ogowego w yteie KISAN Przy projektowaniu ogrzewania podłogowego ożna połużyć ię prograe koputerowy pracujący w środowiku Window, wpoagający projektowanie w yteie KISAN. Poniżej przedtawiono uprozczoną etodę projektowania intalacji ogrzewania podłogowego przy zatoowaniu wężownic z rur KISAN 16x 2, Założenia wtępne akyalna teperatura podłogi dla trefy pobytowej 29 O C, dla trefy brzego wej 35 O C, w łazience 33 O C, inialna prędkość przepływu wody w wężownicy v=0,15 /, teperatura wody zailającej O C, akyalny padek teperatury wody dla trefy pobytowej t = 10 K, w trefie brzegowej t=6 K (dla trefy brzegowej ogrzewanej oddzielną wężownicą), akyalne opory przepływu w pojedynczej wężownicy p ax =20 kpa, akyalna długość wężownicy l=120 b, Wkazówki do projektowania inialna grubość płyty grzejnej 0,065, inialna odległość ułożenia wężownic od ściany poiezczenia 0,15 roztaw rur (oduł a) w trefie brzegowej przyjuje ię 0,10 lub 0,15 a w trefie pobytowej 0,20, 0,25, 0,, 0,35, w tablicy 6 podano teperaturę podłogi dla teperatury poiezczenia t i =20 O C; dla poiezczeń o t i =25 O C (łazienki) do wartości teperatury podłogi podanej w tablicy 6 należy dodać 4 O C, dane w tablicach ożna interpolować, zerokość trefy brzegowej 0,60 1,00, w tablicy 6 podano dane dla wykładzin podłogowych o oporach cieplnych R ë = 0,02; 0,05 i 0,09 2 K/W

2 36 6. Metodyka obliczeñ dla poiezczeñ bez trefy brzegowej 6. Obliczyć zapotrzebowanie ciepła Q dla danego poiezczenia wg PN B/ oraz podać powierzchnię F i kztałt podłogi wg projektu architektoniczne go (z uwzględnienie zabudowy wewnętrznej), 6. Dobrać wykładzinę podłogową wg życzeń klienta, a natępnie odczytać z tabeli 5 odpowiadającą jej wartość R ë oporu cieplnego, 6.3 Obliczyć orientacyjną gętość truienia ciepła z 1 2 podłogi q or = Q/F [W/ 2 ] q or orientacyjna gętość truienia ciepła [W/ 2 ] Q traty ciepła poiezczenia [W] F przewidziana do ogrzewania powierzchnia podłogi [ 2 ] Do dalzych obliczeń przyjuje ię poiezczenie, w który q or jet najwiękze (z wyłączenie łazienki, gdzie najczęściej wyagane jet zatoowanie dodat kowego grzejnika). 6. Założyć teperaturę zailania i powrotu intalacji i obliczyć średnią różnicę te peratur = (t z + t p )/2 t i średnia różnica teperatur iędzy czynnikie grzewczy a teperaturą poiezczenia [K] t z t p t i teperatura zailania [ o C], teperatura powrotu [ o C], teperatura wewnętrzna poiezczenia [ o C], Wartości dla najczęściej toowanych przypadków podane ą w tablicy 6. Z tablicy 6 wybrać oduł ułożenia rur a, dla którego q q or oraz nie jet przekro czona dopuzczalna teperatura podłogi 6.6. Obliczyć wydajność cieplną z 1 b wężownicy q l = q x a [W/] q l wydajność cieplna z 1 b wężownicy [W/], q faktyczna gętość truienia ciepła [W/ 2 ], a oduł ułożenia rur [],

3 Obliczyć wyaganą długość wężownicy l, l = Q/q l [] l długość wężownicy [], Q traty ciepła poiezczenia [W], q l wydajność cieplna z 1 b wężownicy [W/], Orientacyjne zużycie rury w zależności od odułu jej ułożenia podane jet w tablicy 6.8. Jeżeli l>120 b wężownicę należy podzielić na kilka obwodów, dla których przeprowadza ię oddzielne obliczenia cieplne i hydrauliczne, wyznaczając ilość ciepła oddawaną przez te wężownice Q i = Q (F i /F) [W] Q i Q ciepło oddawane przez i tą wężownicę [W], traty ciepła poiezczenia [W], F i powierzchnia podłogi zajowana przez i tą wężownicę [ 2 ], F całkowita powierzchnia podłogi [ 2 ], Teperatura zailenia dla wężownic połączonych równolegle jet jednakowa Przy obliczeniach wydajności cieplnych wężownic ogrzewających poiezcze nia, przez które prowadzone ą odcinki tranzytowe przyjuje ię zapotrzebowa nie cieplne danego poiezczenia poniejzone o zyki ciepła od przewodów tranzytowych, Q = Q - Q tr = Q - (l tr x q l ) [W] Q traty cieplne poiezczenia poniejzone o zyki z tranzytów [W], Q tr Q l tr q l zyki ciepła od odcinków tranzytowych wężownicy [W/], traty cieplne poiezczenia [W], długości odcinków tranzytowych wężownicy [], wydajność cieplna z 1 b wężownicy [W/], 6.1 Naryować wężownicę na rzucie pozioy poiezczenia 6.1 Obliczyć truień ay wody G = (Q x 0,86) / t [kg/h] G Q t truień ay wody [kg/h], traty cieplne poiezczenia [W], różnica tep. iędzy zailanie i powrote czynnika grzewcz. [K],

4 Obliczyć opory przepływu wody przez wężownicę p = Rl + Z [Pa] p opory przepływu przez wężownicę [Pa], R jednotkowy liniowy padek ciśnienia [], wg tab. 7, l długość wężownicy [], Z opory iejcowe [Pa], Przy obliczaniu oporów iejcowych należy przyjąć wpółczynnik oporów iej cowych ξ=0,5 dla pojedynczego kolana wężownicy: Z = Z 1 x Σξ [Pa] Z opory iejcowe [Pa], Z 1 jednotkowe opory iejcowe danej wężownicy, ξ wpółczynnik oporów iejcowych, wg tablicy 8, Jeżeli p > 20 kpa, wężownicę należy podzielić na krótze odcinki i powtórzyć obliczenia cieplne i hydrauliczne dla każdego z nich. 6. Metodyka obliczeñ dla poiezczeñ ze tref¹ brzegow¹ 6. Obliczyć zapotrzebowanie ciepła Q dla danego poiezczenia wg PN B/ oraz podać powierzchnię F i kztałt podłogi wg projektu architektonicznego (z uwzględnienie zabudowy wewnętrznej), 6. Dobrać wykładzinę podłogową wg życzeń klienta a natępnie odczytać z tabeli 5 odpowiadającą jej wartość R ë oporu cieplnego, 6. Wtępnie założyć, że trefa brzegowa i pobytowa ogrzewane ą tą aą wężownicą. 6. Określić powierzchnię F b jaką zajie trefa brzegowa (dł. powinna być równa długości ściany zewnętrznej, zerokość 0,6 1,0 ), oraz powierzchnię F p jaką zajuje trefa pobytowa Fb powierzchnia trefy brzegowej [ 2 ], Fp powierzchnia trefy pobytowej [ 2 ], 6. Obliczyć średnią różnicę teperatur patrz pkt Założyć oduł ułożenia rur 0,10 lub 0,15 [], odczytać z tablicy 6 gętość tru ienia ciepła w trefie brzegowej q b [W];

5 39 Nie wolno przekroczyć akyalnej teperatury podłogi w trefie brzegowej 35 [ o C], 6.7. Obliczyć wydajność cieplną grzejnika podłogowego w trefie brzegowej Q b = q b x F b [W] Q b q b F b wydajność cieplna grzejnika podłogowego w trefie brzegowej [W], gętość truienia ciepła w trefie brzegowej [W], powierzchnia trefy brzegowej [], 6.8. Obliczyć wydajność cieplną z 1 b wężownicy w trefie brzegowej, q lb = q b x a b [W/] q lb wydajność cieplna z1 b wężownicy w trefie brzegowej [W/], q b gętośc truienia ciepła w trefie brzegowej [W/ 2 ], a b oduł ułożenia rur w trefie brzegowej, 6.9. Obliczyć długość wężownicy w trefie brzegowej l b = Q b /q lb [] Q b l b q lb wydajność cieplna grzejnika podłogowego w trefie brzegowej [W], długość wężownicy w trefie brzegowej [], wydajność cieplna z 1 b wężownicy w trefie brzegowej [W/], 6.1 Obliczyć wydajność cieplną grzejnika podłogowego w trefie pobytowej, Q p = Q Q b [W] Q p Q Q b wydajność cieplna grzejnika podłogowego w trefie pobytowej [W], traty cieplne poiezczenia [W], wydajność cieplna grzejnika podłogowego w trefie brzegowej [W], 6.1 Obliczyć orientacyjną gętość truienia ciepła dla trefy pobytowej q p or = Q p /F p [W] q p or orientacyjna gętość truienia ciepła dla trefy pobytowej [W/ 2 ], Q p wydajność cieplna grzejnika podłogowego w trefie pobytowej [W], F p powierzchnia trefy pobytowej [ 2 ],

6 40 Dalze obliczenia wykonywać wg pkt Całkowita długość wężownicy l = l b + l p [] l lb lp całkowita długość wężownicy [], długość wężownicy w trefie brzegowej [], długość wężownicy w trefie pobytowej [], 6.1 Obliczenia hydrauliczne przeprowadzić jak w pkt. 6.1, 6.1 Jeżeli długość wężownicy wraz ze trefą brzegową l>120, lub opory przepły wu przekraczają p=20 kpa, trefę brzegową należy zaprojektować jako od dzielną wężownicę (z zalecany padkie teperatury wody t=6 K), 6. Przykłady obliczeniowe 6. Przykład I Dane: poiezczenie kuchnia + jadalnia, powierzchnia całkowita 22 2, powierzchnia zabudowy zafkai 5,7 2, powierzchnia grzejnika podłogowego 16,3 2, teperatura wewnętrzna poiezczenia 20 O C, ad. 6. Straty ciepła Q=10 W ad. 6. Wykładzina podłogowa terakota R ë =0,02 2 K/W ad. 6. Orientacyjna gętość truienia ciepła q or =Q/F p =10/16,3 80 W/ 2 ad. 6. Średnia różnica teperatur =(t z +t p )/2 t i założono t z =45 O C t p =35 O C =20 K

7 41 ad. 6. Z tablicy 6 odczytano q = 85 W/ 2 a = 0,25 t podł = 28,4 O C < t ax ad q l = q x a = 85 x 0,25 = 21,25 W/ 2 ad l = Q/q l = 10/21,25 = 61,2 < 120 ad. 6.1 Wryować wężownicę w układ poiezczenia i zierzyć faktyczną długość wężownicy, l rzecz = 62, Ry. 28 ad. 6.1 Struień ay wody G = (Q x 0,86)/ t = (10 x 0,86)/10 = 111,8 kg/h ad. 6.1 Z tablic 7 i 8 odczytano R = 118,5 w = 0,27 / Z 1 = 36 Pa z ryunku odczytano Σξ = x 0,5 = 15 Z = Z 1 x Σξ = 36 x 15 = 540 Pa p = Rl + Z = 118,5 x = 7887 Pa < 20 kpa 6. Przykład II Dane: poiezczenie alon, powierzchnia grzejna 27 2, teperatura wewnętrzna poiezczenia 20 O C,

8 42 ad. 6. Straty ciepła poiezczenia Q = 2160 W, ad. 6. Opór cieplny wykładziny podłogowej R ë = 0,02 2 K/W zakłada ię trefę brzegową przy ścianie zewnętrznej ad. 6. F b = 6 2 F p = 21 2 ad. 6. Zał. t z = 45 O C, t p = 35 O C, = 20 K ad Założony roztaw rur w trefie brzegowej a b = 0,10, z tablicy 6 odczytano: q b = 110 W/ 2 t podł =29,8 O C < 35 O C ad Q b =110x6= 660 W ad q lb =110 x 0,10 = 11,0 W/ ad l b =660/11=60 ad Q p = = 1500 W ad. 6.1 q p or = 1500/21 = 71,4 W/ 2 z tablicy 6 q p = 74 W/ 2 t podł = 27,8 O C a p = 0, q lp = 74 x 0, = 22,2 W/ l p = 1500/22,2 = 67,6 ad. 6.1 l = ,5 =127, 7 > 120 Należy zaprojektować oddzielne wężownice dla trefy brzegowej i poby towej Obliczenie wężownicy w trefie brzegowej ad. 6. F b = 6 2

9 43 ad. 6. założenie t z = 45 O C, t p =39 O C = 22 K ad założenie a b = 0,10 z tablicy 6 odczytano q b = 125 W/ 2 t podł =,6 O C < t ax ad Q b = 125 x 6 = 750 W ad q lb = 125 x 0,10 = 12,5 W/ ad l b = 750/12,5 = 60 Uwaga! Część wężownicy dla trefy brzegowej przechodzi tranzyte przez trefę pobytową, dł. tranzytu l tr = 7 Orientacyjne zyki od tranzytu (roztaw 0, ) Q tr = q l tr x l tr = 12,5 x 7 80 W q l tr = q l b Do obliczeń hydraulicznych przyjuje ię l całk = l b + l tr =67 Q całk = Q b + Q tr = 8 W ad. 6.1 Ryunek wężownic w układzie poiezczenia Ry. 29 ad. 6.1 G b = (8 x 0,86)/6 = 119 kg/h

10 44 ad. 6.1 Z tablic 7 i 8 odczytano R = 131,5 w = 0,29 / Z 1 = 41 Pa Z ryunku odczytano i obliczono Σξ = 16 x 0,5 = 8 Z = 41 x 8 = 328 Pa p = R x l całk + Z = 131,5 x = 9139 Pa < 20 kpa Obliczenie wężownicy w trefie pobytowej ad. 6. F p = 21 2 ad. 6. założenie t z = 45 O C, t p = 35 O C, = 20 K ad. 6.1 Q p = Q Q b Q tran = = 1370 W ad. 6.1 q p or = 1370/21 = 65,3 W/ 2 z tablicy 6 odczytano q p = 74 W/ 2 t podł = 27,8 O C, a p = 0,, ad q lp = 74 x 0, = 22,2 W/ ad l p = 1370/22,2 = 61,7 62 < 120 ad. 6.1 G = (1370 x 0,86)/10 = 117,8 kg/h ad. 6.1 Z tablicy 7 i 8 odczytano R = 129,3 w = 0,28 / Z = 38 Pa Z ryunku odczytano Σξ = 24 x 0,5 = 12 Z = Z 1 x Σξ = 38 x 12 =456 Pa p = 129,3 x =8473 Pa < 20 kpa W poiezczeniu zaprojektowano dwie wężownice wg ry. 29

11 45 7. Tablice Tablica 3 Orientacyjne zużycie rury 16x2,0 w zależności od odułu układania obwodów ogrzewania podłogowego Roztaw rur a [] 0,10 0,15 0,20 0,25 0, 0,35 Ilość rury w b/ 2 podłogi 10,0 6,7 5,0 4,0 3,35 2,85 Tablica 4 Wartości średniej różnicy teperatur iędzy teperaturą czynnika grzewczego a teperaturą poiezczenia dla różnych t i Ät[K] t Z /t P [ O C] [K] t i = 25 O C t i = 20 O C t i = 16 O C t i = 8 O C 4 35/31 40/36 45/41 50/46 55/ /29 40/34 45/39 50/44 55/ /25 40/ 45/35 50/40 55/ =(t Z +t P )/2 t i średnia różnica teperatur iędzy czynnikie grzewczy a teperaturą poiezczenia t Z teperatura zailania t P teperatura powrotu t i teperatura wewnętrzna poiezczenia t = t z t p Tablica 5 Przybliżone wartości oporu cieplnego R ë w zależności od rodzaju wykładziny podłogowej Rodzaj wykładziny terakota (gr. 10 ), arur, kaień naturalny (gr. 25 ), płytki PCW parkiet cienki (gr ), panele podłogowe dywan (gr. 5 ), R ë [ 2 K/W] 0,02 0,05 0,09

12 46 Tablica 6 Gętość truienia ciepła oddawanego przez podłogę w zależności od oporu cieplnego i odułu ułożenia rur dla teperatury poiezczenia t i =20 O C Uwaga! Dla teperatury poiezczenia t i =25 O C odczytaną tep. podłogi należy zwiękzyć o 4 O C. Gętość truienia ciepła nie ulega zianie. R ë [ 2 K/W] 0,02 0,05 0,09 0,02 0,05 0,09 0,02 0,05 0,09 0,02 0,05 0,09 0,02 0,05 0,09 0,02 0,05 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,7 26,0 25,0 23, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,2 25,0 23,2 t ś r [K] q [ W/ 2 ] t [ O C] p odłogi a = 0,10 [] 90 28, , ,8 = 83 28, , ,3 0, , , , , ,2 [ 89 28, , ,8 a 0,15 ] a = [] a = 0,25 [] 68 27, , ,5 a = 0, [] 59 26, , ,2 0, , , ,7 a = [] 80 28, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,7 49,5 24, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,3 120, , , , , , , , , , , , , , , , , ,7 125, , ,8 117, , , , , , , , , , , , , , ,9 131,9 112, ,2 122, , , , , , , , , , , , , , ,2

13 47 a oduł ułożenia rur [], R ë opór cieplny wykładziny podłogowej [ 2 K/W], średnia różnica teperatur iędzy czynnikie grzewczy a teperaturą poiezczenia [K], t r ś ] [K q W/ [ 2 ] t i odłog p [ O ] C a ] [ 0,10 = , , , , , , , , , , , , ,6 118,3 124,7 1 31, , , , , , , , , , , ,7 128,0 132,4 139, , , , , , ,7 a ] [ 0,15 = 1, , , , , , , , , , , , ,7 110,0 118,3 123,7 1 31, , , , , , , , , , , , , , ,7 128,0 138, , , , , ,7 a ] [ 0,20 = 118,1 125,6 131, , , , , , , , , , , , ,8 115,2 121, , , , , , , , , , , , , , , , ,9 139, , , , ,5 a ] [ 0,25 = , ,9 120,3 126,6 132, , , , , , , , , , , , ,9 114,2 119,4 123, , , , , , , , , , , , , , , ,8 1,2 134, , ,3 a ] [ 0, = 97 29, , , ,9 118,2 123,4 129, , , , , , , , , , , , ,7 112,0 121, , , , , , , , , , , , , , , , ,6 128,2 132,3 a ] [ 0,35 = 82 28, , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,7 122,7 128,9 1 31, , , , , , , , , , , , , , , ,6

14 48 Tablica 7 Jednotkowy liniowy padek ciśnienia R w rurach wielowartwowych KISAN Kolore zary wyróżniono średnice rur używanych w ogrzewaniu podłogowy G truień ay wody, [kg/h] w prędkość wody, [/] R jednotkowy padek ciśnienia, [] G 14 x2 16x2 20x25 25 x 5 kg/h R w R w R w R w / / / / ,

15 49 G 14 x2 16 x 2 20 x 25 5 kg/h R w R w R w R w / / / /

16 50 G 14 x 2 16 x 2 20 x x 5 kg/h R w R w R w R w / / / / ,

17 51 G 14 x 2 16 x 2 20 x x 5 kg/h R w R w R w R w / / / /

18 52 Tablica 8 Wartości oporów iejcowych Z 1 [Pa] dla uy wpółczynników oporu Σξ = 1 w przewodach ogrzewań wodnych o tep. średniej 80 [ o C] Prędkoś ć wody Prędkoś ć wody Opór Z [Pa] Opór Z [Pa] [/] 1 [/] 1 0,05 1 0, ,10 5 0, ,12 7 0, , , , , , , , , ,25 0, , 44 0, , , , , , , , ,15 700